புவியின் மிக உயரமான மேகங்கள் கீழிறங்குகின்றன

கோடை இரவுகளில், சூரியன் மறைந்து வெகு நேரம் கழித்தும், மெல்லிய மேகங்கள் அந்தி வானில் பிரகாசமாக ஒளிரக்கூடும். 1883-இல் நிகழ்ந்த Krakatoa-வின் பெரும் எரிமலை வெடிப்புக்குப் பிறகு, 1885-இல் அவை முதன்முதலில் விவரிக்கப்பட்டன. நிலம் இருளில் இருக்கும்போதும் அவை சூரியனால் ஒளியூட்டப்படுவதால், அவை 80 கிலோமீட்டருக்கும் மேல் உயரத்தில் மிதக்க வேண்டும். 1912 முதல் அனுமானிக்கப்படுவது போல அவை நீர்ப் பனியால் ஆனவை என்றால், அங்குள்ள காற்று 150 கெல்வினை விடக் குளிராக (சுமார் −120 °C) இருக்க வேண்டும். இவையே இரவொளிர் மேகங்கள் (noctilucent clouds): புவியின் மிக உயரமான மேகங்கள்.

மேல் வளிமண்டலத்தின் எச்சரிக்கை மணி

அவை ஒரு காலநிலைச் சமிக்ஞையைச் சுமந்து வருவதாக நீண்ட காலமாகச் சந்தேகிக்கப்படுகிறது. அதிகரிக்கும் கார்பன் டைஆக்சைடு, மேகங்களுக்குக் கீழே உள்ள அடுக்குகளான அடுக்கு மண்டலத்தையும் (stratosphere) இடைமண்டலத்தையும் (mesosphere) குளிர்விக்கிறது. குளிர்ந்த அடுக்குகள் சுருங்குகின்றன: மேல் வளிமண்டலம் “சுருங்குகிறது”; அதன் உச்சியில் அமர்ந்திருக்கும் மேகங்கள் மெல்லக் கீழிறங்க வேண்டும். இந்தப் பகுதிக்கான LIMA/MIMAS என்ற காலநிலை மாதிரி சரியாக அதையே கணிக்கிறது — கார்பன் டைஆக்சைடு மேலும் மேலும் வேகமாக உயர்வதால், 1960-க்குப் பிறகு, முன்பை விட 6.5 மடங்கு வேகமாக, விரைவுபெறும் ஓர் இறக்கம்.

அதைச் சோதிப்பது கடினம். மேகங்கள் எவ்வளவு அடிக்கடி தோன்றுகின்றன என்பது, அவதானிப்பாளர்களின் எண்ணிக்கையையும் வானிலையையும் பொறுத்தது; அவற்றின் பிரகாசம், அளவுதிருத்தம் (calibration) செய்யப்படாத கருவிகளால் அளக்கப்பட்டது. ஆனால் அவற்றின் உயரம், அவை கண்டுபிடிக்கப்பட்டது முதலே அளக்கப்பட்டு வருகிறது. முந்தைய மதிப்பாய்வுகள் தெளிவான போக்கு எதையும் காணவில்லை: உயரங்கள் இயல்பாகவே 79 முதல் 85 கிலோமீட்டர் வரை சிதறுகின்றன — எதிர்பார்க்கப்படும் இறக்கத்தை விட அதிகமாக.

ஒப்பானவற்றை ஒப்பானவற்றுடன் ஒப்பிடுதல்

ரஷ்ய அறிவியல் கழகத்தின் விண்வெளி ஆராய்ச்சி நிறுவனத்தைச் (Space Research Institute of the Russian Academy of Sciences) சேர்ந்த Oleg Ugolnikov-உம், Moscow, Kaliningrad நகரங்களைச் சேர்ந்த சக ஆய்வாளர்களும் முதலில் கண்டிப்பான விதிகளை வகுத்தனர். லேசர் ஒளியால் வானை ஆராயும் நவீன லைடார்கள் (lidars), மேக அடுக்கின் மேல்பகுதியில் உள்ள நுண்ணிய பனித் துகள்களைக் காண்கின்றன; ஒளிப்படங்களோ அதன் அடியில் உள்ள மிகப் பெரிய துகள்களைக் காண்கின்றன — 2 கிலோமீட்டர் வரை தாழ்வாக. எனவே ஒரே ஒரு நுட்பம் மட்டுமே கணக்கில் கொள்ளப்படுகிறது: முக்கோணமாக்கல் (triangulation) — ஒரே மேகத்தை இரண்டு அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட இடங்களிலிருந்து படம்பிடித்து, அதன் நிலையில் ஏற்படும் இடப்பெயர்ச்சியிலிருந்து அதன் உயரத்தைக் கணக்கிடுவது.

துல்லியமற்ற ஆய்வுகளையும் அவர்கள் ஒதுக்கினர். 1887-இல் நடந்த மிக முதல் ஆய்வு 79 கிலோமீட்டர் என்று கண்டது; ஆனால் அதன் இரண்டு அவதானிப்பாளர்களும் 32.4 கிலோமீட்டர் இடைவெளியில் மட்டுமே இருந்தனர், சில நிமிடங்கள் வரையிலான துல்லியத்துடன் மட்டுமே ஒத்திசைக்கப்பட்டிருந்தனர் — மேகங்களோ வினாடிக்கு 50 மீட்டர் வரையிலான வேகத்தில் நகர்கின்றன — இது 10 கிலோமீட்டருக்கு மேலான பிழைகளுக்குப் போதுமானது. குழு, குறைந்தது 40 கிலோமீட்டர் இடைவெளியும் துல்லியமான நேரக்கணிப்பும் கொண்ட தளங்களை மட்டுமே வைத்துக்கொள்கிறது: 1890-1891-இல் Berlin-ஐச் சுற்றி O. Jesse, 1932-1934-இல் Oslo அருகே C. Störmer, பிறகு Stockholm, எஸ்தோனியா, லாட்வியா, ஸ்காட்லாந்து — 1986-இல் தளங்களுக்கு இடையே 200 கிலோமீட்டர் வரை.

இருபதாயிரம் புதிய உயரங்கள்

2020 முதல், சுமார் இருபது கேமராக்கள் — அவற்றில் பெரும்பாலானவை தானியங்கி Starvisor வலையமைப்பைச் சேர்ந்தவை — 54 முதல் 61 பாகை வடக்கு வரையிலான வானைக் கண்காணித்து வருகின்றன. அவை 50 முதல் 200 கிலோமீட்டர் இடைவெளியில் குழுக்களாக இயங்குகின்றன; நிமிடத்துக்கு நான்கு படங்கள் வரை எடுக்கின்றன. மென்பொருள் ஒவ்வொரு மேகப் பரப்பையும் துண்டுகளாக வெட்டி, கேமராக்களுக்கு இடையே அவற்றைப் பொருத்தி, அவற்றின் உயரத்தையும் வேகத்தையும் கணக்கிடுகிறது. முடிவு: சுமார் 20,000 தனித்தனி உயரங்கள்.

இரண்டாவது முறை, அதே படங்களைக் கொண்டு அவற்றைச் சரிபார்க்கிறது. ஒரு மேகம் புவியின் நிழலுக்குள் நழுவும்போது, அதன் சூரிய ஒளி ஓசோன் அடுக்கைக் கடக்கையில் அது முதலில் மேலும் நீலமாகிறது; பிறகு, அந்த ஒளி கீழ் வளிமண்டலத்தின் வழியே செல்லும்போது, மேலும் சிவப்பாகிறது. இந்த நிற மாற்றங்களின் நேரம் அதன் உயரத்தைத் தருகிறது. அடுக்கு மண்டலத்தில் உள்ள நுண்துகள்களின் மூடுபனிக்கான (haze) ஒரு திருத்தத்துக்குப் பிறகு, இரண்டு முறைகளும் 0.18 கிலோமீட்டருக்குள் ஒத்துப்போகின்றன.

துப்புகளைப் பிரித்தறிதல்

இந்த மேகங்களின் உயரம், பருவம், இரவின் நேரம், சந்திர ஓதங்கள் (lunar tides), அட்சரேகை, சூரியச் செயல்பாடு ஆகியவற்றையும் பொறுத்தது. குழு, 1890 முதல் 2026 வரை, அளவீடு அளவீடாக, இவை அனைத்தையும் ஒரே நேரத்தில் பொருத்தியது. இரண்டு விளைவுகள் மட்டுமே தனித்துத் தெரிகின்றன: பருவம் — மிகத் தாழ்வான மேகங்கள் ஜூலை 10-ஐ ஒட்டி, கதிர்த்திருப்பத்துக்குச் (solstice) சில வாரங்கள் பிறகு — மற்றும் நீண்டகாலப் போக்கு.

அந்தப் போக்கு, மாதிரியின் கணிப்பின் ஒரு பின்னமான K-ஆக அளக்கப்படுகிறது: K = 1 என்றால் மாதிரி சரி, K = 0 என்றால் போக்கே இல்லை. பொருத்தம் K = 0.52 ± 0.18 என்று தருகிறது — 99.5%-க்கும் அதிகமான நம்பகத்தன்மையுடன் கண்டறியப்பட்ட ஓர் இறக்கம், ஆனால் மாதிரி கணிப்பதில் பாதி. இன்று, அது சுமார் நூற்றாண்டுக்கு 1.2 கிலோமீட்டர் என்று பொருள்.

ஓர் எளிய சோதனை அதை உறுதிப்படுத்துகிறது. 2000-க்கு முன், எல்லா அளவீடுகளின் சராசரி உயரம் 82.52 கிலோமீட்டர்; 2020-களில் அது 81.83 கிலோமீட்டர். மேகங்கள் 0.69 கிலோமீட்டர் தாழ்வாக அமர்ந்துள்ளன — 1960 முதல் மாதிரி எதிர்பார்க்கும் இறக்கத்தில் ஏறக்குறைய பாதி.

அடிப்பகுதி இறங்குகிறது, மேற்பகுதி நிலைக்கிறது

ஒரு விவரம் தனித்துத் தெரிகிறது. மேகங்களின் உயர வரம்பின் மேல் விளிம்பு, பருவம் முழுவதிலும் சரி, பல பத்தாண்டுகளிலும் சரி, அரிதாகவே நகர்ந்துள்ளது. கீழ் விளிம்போ சராசரியை விட ஏறக்குறைய இரண்டு மடங்கு இறங்கியுள்ளது — மாதிரி கணிக்கும் வேகத்துக்கு நெருக்கமாக.

மேலும் முக்கோணமாக்கல் அளவீடுகள் இன்றைய சராசரி உயரத்தைக் கூர்மையாக்கும் என்று ஆசிரியர்கள் எதிர்பார்க்கின்றனர்; ஆனால் போக்கு, பழைய அளவீடுகளின் குறைந்த எண்ணிக்கையாலும் மிதமான துல்லியத்தாலும் வரம்புக்குட்பட்டே இருக்கும். லைடார்கள், செயற்கைக்கோள்கள், கேமராக்கள் 21-ஆம் நூற்றாண்டில் போதுமான காலம் மேகங்களைக் கண்காணித்த பிறகே உண்மையான முன்னேற்றம் வரும் என்று அவர்கள் எழுதுகின்றனர்.